Прес-форма

Пресфо́рма — пристрій для отримання виробів різної конфігурації з металів, пластмас, гуми та інших матеріалів під дією тиску, що створюється на ливарних машинах чи пресах. Через відносно високу вартість пресформ, їх використання в основному характерне для серійного і масового виробництва.

Різновиди пресформ

За конструктивними особливостями розрізняють декілька видів пресформ:

ручні, напівавтоматичні та автоматичні;
знімні, напівзнімні і стаціонарні;
з горизонтальною і вертикальною площинами розняття;
з однією або декількома площинами розняття.

За призначенням пресформи бувають: для пресування полімерних матеріалів — пресформи прямого пресування (з матеріалу у розплавленому чи пластифікованому стані англ. Compression molds) та для лиття під тиском металів або полімерних матеріалів — пресформи ливарного пресування (англ. Injection molds).

Пресформи прямого пресування

У пресформі прямого пресування завантажувальна камера є продовженням матриці. Матеріал завантажують в матрицю, де він, нагріваючись, набуває пластичності, а потім ущільнюється під дією пуансона. Пресформа прямого пресування повністю змикається, коли остаточно оформлено виріб. Такий клас пресформ використовують для виробництва невеликих партій простих за конфігурацією виробів переважно з гуми чи реактопластів.

Пресформи ливарного пресування

У пресформі ливарного пресування завантажувальна камера виконується окремо від формотворної порожнини і перед заповненням її матеріалом пресформа повністю зімкнута. Прес-матеріал надходить з завантажувальної камери в формоутворювальну порожнину через ливникові отвори (канали). У металургії пресформи ливарного пресування виконуються з верхньою або нижньою завантажувальною камерою. Такий клас пресформ використовують для масового виробництва виробів практично будь-якої складності.

Будова пресформи

Пресформа складається з нерухомої частини (матриці), і рухомої частини (пуансона), формувальні порожнини яких є зворотним (негативним) відбитком зовнішньої поверхні заготовки. В одній пресформі може одночасно формуватись декілька деталей (багатомісні форми).

Конструкцію пресформи можна розділити на такі основні системи:

система розташування, встановлення і кріплення форми, що включає несні і кріпильні деталі пресформи і елементи взаємного кріплення її деталей та визначає конструктивний взаємозв'язок форми і ливарної машини;
система ливникових і газовідвідних каналів — містить канали для перетискання розплаву з інжекційного циліндра ливарної машини у формувальну порожнину форми, сопла, запірні елементи, розподільники, нагрівники, терморегулятори, ливникові втулки і канали газовідведення, що можуть розташовуватись у деталях інших систем пресформи;
система формоутворення — охоплює деталі форми, на яких розташовані формувальні поверхні, які безпосередньо мають контакт з розплавом: пуансони, матриці, різного роду вставки, формувальні поверхні виштовхувачів, скидних плит тощо;

Формотворна або формувальна порожнина — порожнина між матрицею і пуансоном для завантаження матеріалу, що повторює собою форму майбутньої деталі.

Пуансон — елемент пресформи, що охоплюється матеріалом що ллється (пресується) та/або рухома деталь пресформи, що передає тиск на матеріал, який формується. Пуансон, зазвичай, має виступи, які формують внутрішню поверхню виробу. Оскільки деталь у процесі охолодження отримує усадку і обтискає ці виступи, зняття готового виробу після розкриття форми здійснюється найчастіше з пуансона.

Матриця елемент пресформи, що має западини і бере участь у формуванні зовнішньої поверхні деталі (охоплює деталь) та/або нерухома частина пресформи. Подача матеріалу в порожнину форми здійснюється через канал у матриці — ливникову втулку.

Лінія розняття — поверхня змикання пуансона і матриці. У простих пресформах лінія розняття є площиною, а в складних пресформах вона складається з однієї або декількох складних поверхонь, утворених пуансоном, матрицею, скидними плитами та іншими рухомими елементами форми.

система центрування призначена для запобігання зміщенню осей формувальних деталей форми. Сюди відносяться елементи центрування півформ, центрувальні виступи на фланцях, напрямні колони і втулки, центрувальні штифти і отвори для них, отвори або пази під закладні пуансони, матриці та формувальні знаки тощо;
система охолодження і регулювання температури форми призначена для забезпечення рівномірного охолодження виробів у формі до заданих температур і охоплює канали охолодження на деталях форми, засоби защільнення для герметизації каналів, засоби підігрівання форми та терморегулювання охолоджувальної рідини;
система видалення виробів з форми призначена для вилучення виробів і ливників з матриць та ливникових каналів, зіштовхування виробів з пуансонів, скидання виробу через люк машини у приймальну тару. У систему входять формувальні поверхні, виштовхувачі, зіштовхувальні (скидні) плити тощо;
система переміщення деталей форми призначена для переміщення рухомих відносно корпуса форми формувальних деталей, рух яких збігається або ні з робочим рухом ливарної машини. Система може включати нахилені повідки, куліси, пружини, пневматичні (гідравлічні), гвинтові, клинові та інші механізми.

Технологія лиття у пресформи

Технологічна схема процесу лиття термопластичних матеріалів:
1 — шнек
2 — дозувальний пристрій грануляту
3 — сопло
4 i 6: — половини пресформи
5 — (червоним) порожнина форми з ливниковими каналами
5 — (жовтим) готовий виливок

Докладніше: Лиття пластмас під тиском

Підведення матеріалу до формувальної порожнини здійснюється через систему ливників, куди входять: центральний, розвідний і впускні ливники, а зняття готового виробу — за допомогою системи виштовхування.

Залежно від матеріалу і вимог, що ставляться до виливка, у формі підтримують певний температурний баланс. Для регулювання температури форми зазвичай використовують воду, пропускаючи її через канали охолодження.

Технологічний процес лиття виробів з термопластичних полімерів складається з таких операцій:

плавлення, гомогенізація і дозування полімеру;
змикання форми, підведення вузла впорскування до форми;
впорскування розплаву;
витримування під тиском і відведення вузла вприскування, охолодження виробу;
розкриття форми і витягання виробу.

Технологія пресування полімерних матеріалів

Пряме пресування у пресформі:
1 — Матриця; 2 — Формувальна поверхня матриці; 3 — Матеріал для пресування; 4 — Пуансон; 5 — Облой; 6 — Виріб

В залежності від температури процесу пресування полімерних матеріалів поділяють на високотемпературне (гаряче) і низькотемпературне (холодне). При гарячому пресуванні матеріал, наприклад у вигляді прес-порошку (зазвичай таблетованого чи гранульованого) або листів, поміщають в розімкнену пресформу, нагріту до заданої температури. При опусканні плунжера преса форма замикається, матеріал в результаті нагрівання і тиску, що створюється пресом розтікається і заповнює формувальну порожнину, набуваючи розмірів і конфігурації виробу. Реактопласти та гумові суміші, витримують у пресформі під тиском до завершення процесу твердіння або вулканізації, після чого плунжер преса піднімають і виштовхують з розімкненої форми готовий виріб.

Див. також

Джерела

Суберляк О. В. Технологія переробки полімерних та композиційних матеріалів: підруч. [для студ. вищ. навч. закл.] / О. В. Суберляк, П. І. Баштанник. — Львів: Растр-7, 2007. — 375 с. — ISBN 978-966-2004-01-4
Бортников В. Г. Основы технологии переработки пластических масс. Л.: Химия, 1983.
Основы технологии переработки пластмасс: Учебник для вузов/ С. В. Власов, Л. Б. Кандырин, В. Н. Кулезнев и др. — М.: Химия, 2004. — 600с. — ISBN 5-03-003543-5
Брагинский В. А. Точное литье изделий из пластмасс. — Л.: Химия, 1977. — 112 с.
Видгоф Н. Б. Основы конструирования литьевых форм для термопластов. — М.: Машиностроение, 1979. — 261 c.
Литье под давлением / М. Б. Беккер, М. Л. Заславский, Ю. Ф. Игнатенко и др. — 3-е изд., пефраб. и доп. М.: Машиностроение, 1990, — 400 с. ISBN 5-217-00847-4

Посилання

Прес-форма // Термінологічний словник-довідник з будівництва та архітектури / Р. А. Шмиг, В. М. Боярчук, І. М. Добрянський, В. М. Барабаш ; за заг. ред. Р. А. Шмига. — Львів, 2010. — С. 160. — ISBN 978-966-7407-83-4.
Конструкция и виды пресс-форм (рос.)